发动机的几个发展方向

（汽车）

时代在进步，当代汽车发动机也在飞速发展，各种新技术推陈出新，带动汽车性能得到了极大的改善。而随着我国成为全球最大的汽车销售市场，中国汽车业也进入发展新阶段。汽车业“十二五”规划正在制订中，未来五年，中国汽车业将从过去的做大规模转向做强实力。具体来看，一方面提倡发展包括新能源汽车在内的节能汽车；另一方面，提倡通过兼并重组、淘汰落后产能来解决结构性产能过剩问题。当然，其中最重要的环节就是着实做好先进发动机的发展。未来发动机的发展方向为：

一、废气涡轮增压技术

废气涡轮增压工作原理：

增压器与发动机无任何机械联系，实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与祸轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。

该系统前途乐观，可加大进气和排气系统的流通面积、简化了配气机构；降低了压缩比和对燃油标号的要求；开辟了提高功率、降低油耗几排放污染的新途径。发动机在采用废气涡轮增压技术后，工作中产生的最高爆发压力和平均温度也将大幅度提高，从而使发动机的机械性能、润滑性能都会受到影响。即废弃涡轮增压技术具有如下几个主要优点：1）、废弃涡轮和压气机，转速达到1000r/min，使高密度的油气压入气缸。2）、点火燃烧后，扭矩和功率提高30%以上；油耗降低6%；排放污染降低3%~14%。3）、适用于高原地区运行，能恢复功率和减少油耗及排放污染。

像帕萨特1.8T、奥迪A6的1.8T、斯巴鲁水平对置涡轮增压发动机等等都有应用到废弃涡轮增压技术。

二、DOHC发动机技术与SOHC发动机技术

SOHC的中文含义是“顶置单凸轮轴”，DOHC的中文含义则是“顶置双凸轮轴”。轿车发动机按照顶置凸轮轴的数目，分为顶置单凸轮轴和顶置双凸轮轴。

当每缸采用两个以上气门时，气门排列形式一般有两种：

一是进气门和排气门混合排列在一根凸轮轴上，即顶置单凸轮轴（SOHC），另一种是进气门与排气门分列在两根凸轮轴上。前者的所有气门由一根凸轮轴通过顶杆驱动，但因气门在进气道中所处位置不同，所以不能保持动作的精确性，效果要稍差一些，而后者则无此缺点，可以获得更好的性能，但需多配备一根凸轮轴，这就是顶置式双凸轮轴（DOHC），近年来推出的新型发动机多采用这种形式。一般来说，SOHC的运动性比较高，F1赛车应用较多，但是由于制造工艺复杂，成本较高；DOHC的相对配置较简易、使用耐久性较好，既可以适应一般客户的动力性要求，也可以适应其对经济性的要求。单凸轮轴机械结构简单，问题比较少，低转速扭力较大。单凸轮轴的进排气门开启时间是固定的，但是机械结构简单，维修容易，经济省油都是单凸的优势。

双凸轮轴因为可以改变气门重迭角，所以可以发挥出比较大的马力，但是低转速的扭力比较不足而且也因为机械结构的复杂会造成维修上一定的困难。双凸轮轴的技术来自于赛车，主要是可以控制进气门跟排气门的时间差。

单凸双凸没有所谓的好坏，只是结构不同。

目前市面常见的国产轿车中采用SOHC发动机的轿车有：

派力奥、中华等；采用DOHC发动机的轿车有：

捷达、宝来、POLO、君威、奥迪A6等。

三、智能可变气门正时系统（可变技术）

可变技术就是随使用工况（转速、负荷）变化，使发动机某系统结构参数可变的技术。

四行程发动机对气门定时的要求是：

进气门迟闭角与排气提前角应随转速的提高而加大，即低速时，进、排气门应接近下止点关闭和打开；高转速时，进、排气门应远离下止点关闭和打开。怠速时，气门叠开角要小，随着转速上升，气门叠开角应加大。

智能可变气门正时系统的优点：1）、相位角调节范围宽。2）、功率可提高10%~20%。油耗可降低3%~5%。有“保持”、“提高”、“迟后”等功能，满足了发动机低速、高速、中小负荷、大负荷及对配气正时的要求。其工作原理：

1、怠速工况一般转速低，混合气流速慢，进气提前角应小，使进气重叠角减少，以防止回火。

2、中等负荷工况，转速搞，混合气流速加快，惯性能量较大，进气门应早开，加大重叠角，可使废气排出量加大，提高容积效率。

3、大负荷工况，转速相对较低，混合气流速变慢，应使进气门早开程度减少，以防止回火，用加大晚关程度来加大扭矩值。VTEC季候在本田Accord发动机上使用，意思是可变气门正时与升程电子控制，相位转换点

2300~2500r/min。Passat-B5-2.8L-V6发动机相位转换点1300r/min。

智能可变气门正时系统即VVT-i系统，在丰田、本田、大众车系广泛使用。

四、缸内直喷式汽油机

简称GDI系统，又因为燃油是分层燃烧，故又称FSI系统。我国上海大众和一汽大众所生产的“斯达克-明锐”

（SKODA-Octavia-1.8T-FSI）和“迈腾”（Magotan-1.8T-FSI）缸内直喷式汽油机乘用车，已经投入市场，实现了“低油耗、低污染、高功率”的梦想。压缩比

12~13:1；A/F=30~40：1；超稀薄分层燃烧；动力性+10%；经济性-40%；对燃油无质量要求；“三个涡流”实现超稀薄分层燃烧。

中小负荷工况时的喷油特点：

轿车在市内行驶占有的时间为75%~85%，多在中、小负荷工况下工作，应在压缩行程后期喷油，以经济超稀薄混合气成分为主，为分层燃烧方式。大负荷工况时的喷油特点：

为了获得大功率值，应加浓可燃混合气，以动力性为主，采用“两次喷油方式”。第一次是在进气行程，喷入适量燃油，形成均质燃烧混合气，此为“补救功能”；第二次是在压缩行程的后期喷油，形成浓稀不均的层状混合气，再点火燃烧。因此，在大负荷工况时，一个工作循环中，喷油器发生两次脉冲信号。“两次喷射”也可在起动工况、急加速工况出现，以调节空燃比A/F的大小，改善使用性能。

五、柴油机蓄压式共轨喷油系统（ECD-CR）

蓄压式共轨喷油系统（ECD-CR）解决了冒黑烟、噪声、NOx问题。喷油特性和燃烧规律相适应，为六孔喷油器，孔径为0.137mm。

共轨喷油系统的柴油机，已经系列化投入生产，技术更新迫在眉睫。

传统的电磁阀式喷油器，因阻抗大（磁滞）、有频率响应性低等缺点。

新型压电式喷油器的优点有：

直接喷射、控控制行程大、切换时间短、频率响应性高、抗轨道压力能量打。喷油器针阀的控制速度比传统的电磁阀式喷油器快两倍，油耗减少3%，排放减少15%~20%，动力增加5%~7%。噪声减少3dB（A），使用范围宽，还可用于空气悬架中的减振器中，改变阻尼力。共轨喷油系统的推广，响应的检修设备和维修技术应快速更新（如：

泵、喷嘴试验、检码等）。